(57)【要約】【課題】小さい半径の曲線部も安定して走行することが可能な無人搬送車を提供する。【解決手段】走行台車と、走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、駆動輪が前輪・後輪速度制御され、後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御とするとともに後輪の速度を設定速度とし、前輪の操舵角の目標値が後輪の操舵角の目標値以上である場合、前輪の速度を設定速度とするとともに後輪の速度を減速制御することによって前記の課題を解決する。【選択図】図５
2010282330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行台車と、該走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、前記走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、前記走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、
前記駆動輪が前輪速度制御・後輪トルク制御され、
前記後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御することを特徴とする無人搬送車の走行制御方法。
【請求項２】
走行台車と、該走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、前記走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、前記走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、
前記駆動輪が前輪・後輪速度制御され、
前記後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御とするとともに後輪の速度を設定速度とし、
前記前輪の操舵角の目標値が後輪の操舵角の目標値以上である場合、前輪の速度を設定速度とするとともに後輪の速度を減速制御することを特徴とする無人搬送車の走行制御方法。
【請求項３】
前記前輪の操舵角の目標値と後輪の操舵角の目標値がともに設定操舵角以下である場合、後輪トルク制御に切り換えることを特徴とする請求項２に記載の無人搬送車の走行制御方法。
【請求項４】
前記走行台車の前後に設置されたガイドセンサの出力に基づきガイドテープからの偏差を検出し、該偏差から前輪及び後輪の操舵角の目標値を演算することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無人搬送車の走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行路面上に敷設したガイドテープによって誘導され、所望の搬送経路に沿って工場や倉庫内を走行する無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：いわゆるＡＧＶ）の走行制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、新聞印刷工場などにおいては、紙庫から輪転機へ巻取紙を搬送するとともに輪転機から残芯を回収する手段としてＡＧＶと略称される無人搬送車が多く利用されている。
【０００３】
無人搬送車の誘導方式としては、
（１）走行路面に電磁誘導線を埋設し、そこに交流電流を流すことによって生じる磁界を車体側の磁気センサで検出することによって走行ルートを検出する電磁誘導方式（誘導線埋設方式）、
（２）走行路面上に磁気テープを誘導線として貼り付け、車体側の磁気センサで磁気テープが発生する磁束を検出することによって、走行ルートを検出する磁気誘導方式、
（３）走行路面上に光反射テープを誘導線として貼り付け、車体側の光センサで光反射テープを検知して、走行ルートを検出する光誘導方式などが主に用いられている。
【０００４】
このような無人搬送車は、巻取紙の搬送現場における自動化・省人化・作業環境の改善などに大きく寄与してきた。
【０００５】
特に近年、輪転機の給紙作業の合理化などに対する要求が高まりつつあり、そのため、積極的により高性能な無人搬送車の導入が図られている。そして、このような無人搬送車の誘導方式としては、保守管理や据付現場への適応性、経済性などの観点から、前述した磁気誘導方式及び光誘導方式が多く採用される傾向にある。
【０００６】
通常、磁気誘導方式又は光誘導方式の無人搬送車は、磁気テープ又は光反射テープからなるガイドテープの位置を無人搬送車にガイドテープと直交する方向に一列に設置された複数の磁気センサ又は光センサにより認識することによって、自動操舵・走行制御がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
そして、無人搬送車をガイドテープに沿って安定して走行させるために、前輪速度制御・後輪トルク制御が一般に行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−８６４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前述したような従来の無人搬送車は、前後輪の間隔に比べ小さい半径の軌道を走行する場合、前輪が曲線軌道上で後輪が直線軌道上、あるいは、その逆になる。図６に示すように、前輪が曲線軌道を抜けて直線軌道上を走行すると、後輪は曲線軌道上となり前輪より相当速い速度になる。すなわち、Ｖｆ＜Ｖｒとなる。このため、操舵制御が追従できず後輪が不安定となるという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、小さい半径の軌道も安定して走行することが可能な無人搬送車の走行制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本請求項１に係る発明は、走行台車と、該走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、前記走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、前記走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、前記駆動輪が前輪速度制御・後輪トルク制御され、前記後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
また、本請求項２に係る発明は、走行台車と、該走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、前記走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、前記走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、前記駆動輪が前輪・後輪速度制御され、前記後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御とするとともに後輪の速度を設定速度とし、前記前輪の操舵角の目標値が後輪の操舵角の目標値以上である場合、前輪の速度を設定速度とするとともに後輪の速度を減速制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
そして、本請求項３に係る発明は、請求項２に係る無人搬送車の走行制御方法において、前記前輪の操舵角の目標値と後輪の操舵角の目標値がともに設定操舵角以下である場合、後輪トルク制御に切り換えることにより、前記課題をさらに解決したものである。
【００１４】
そして、本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る無人搬送車の走行制御方法において、前記走行台車の前後に設置されたガイドセンサの出力に基づきガイドテープからの偏差を検出し、該偏差から前輪及び後輪の操舵角の目標値を演算することにより、前記課題をさらに解決したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本請求項１に係る発明によれば、走行台車と、走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、駆動輪が前輪速度制御・後輪トルク制御され、後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御することにより、半径の小さな軌道を走行した場合においても前輪と後輪の速度が大きく異なることが防止されるので、走行安定性が向上する。
【００１６】
また、本請求項２に係る発明によれば、走行台車と、走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、駆動輪が前輪・後輪速度制御され、後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御とするとともに後輪の速度を設定速度とし、前輪の操舵角の目標値が後輪の操舵角の目標値以上である場合、前輪の速度を設定速度とするとともに後輪の速度を減速制御することにより、半径の小さな軌道を走行した場合においても前輪と後輪の速度が大きく異なることが防止されるので、走行安定性が向上する。
【００１７】
そして、本請求項３に係る発明によれば、請求項２に係る無人搬送車の走行制御方法において、前輪の操舵角の目標値と後輪の操舵角の目標値がともに設定操舵角以下である場合、後輪トルク制御に切り換えることにより、前輪と後輪との制御がかち合うことがないので、走行安定性が一層向上する。
【００１８】
そして、本請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る無人搬送車の走行制御方法において、走行台車の前後に設置されたガイドセンサの出力に基づきガイドテープからの偏差を検出し、偏差から前輪及び後輪の操舵角の目標値を演算することにより、前輪の操舵角の目標値と後輪の操舵角の目標値が正確に把握できるので、走行安定性がより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例の無人搬送車が円柱状ワークを搬送している状態を示す斜視図。
【図２】本実施例の無人搬送車を下から見たとき下面図。
【図３】（ａ）が、図１に示した無人搬送車の内部構造の概略を示した斜視図であり、（ｂ）が、前輪、後輪の操舵角Ｓｆ、Ｓｒの定義を示す図。
【図４】本実施例の無人搬送車の走行制御を説明するフローチャート。
【図５】本実施例の無人搬送車の別の走行制御を説明するフローチャート。
【図６】曲線軌道を走行するときと前輪と後輪の速度の関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の無人搬送車の走行制御方法は、走行台車と、走行台車を前後左右走行自在に走行路面上に支持するキャスタ輪と、走行台車の前後に設置されそれぞれ独立に操舵・駆動される駆動輪と、走行路面上のガイドテープを検出する走行台車の前後に設置されたガイドセンサとを有する無人搬送車の走行制御方法において、駆動輪が前輪速度制御・後輪トルク制御され、後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御する若しくは、駆動輪が前輪・後輪速度制御され、後輪の操舵角の目標値が前輪の操舵角の目標値を超えた場合、前輪の速度を減速制御とするとともに後輪の速度を設定速度とし、前輪の操舵角の目標値が後輪の操舵角の目標値以上である場合、前輪の速度を設定速度とするとともに後輪の速度を減速制御するものであって、小さい半径の軌道も安定して走行することが可能な無人搬送車の走行制御方法を提供するものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。
【００２１】
例えば、本発明の無人搬送車に用いられる誘導制御方式としては、磁気誘導方式及び光誘導方式などの何れであっても構わないが、ガードテープの汚れの影響を受けにくい、周辺の明るさの変化による影響を受けにくいなどの観点から磁気誘導方式が特に好ましい。
【００２２】
本発明の一実施例を図１乃至図５に基づいて説明する。
ここで、図１は、本実施例の無人搬送車が、例えば、新聞巻取紙のような円柱状ワークを搬送している状態を示す斜視図であり、図２は、本実施例の無人搬送車を下から見たときの下面図であり、図３（ａ）は、図１に示した無人搬送車の内部構造の概略を示した斜視図であり、図３（ｂ）は、前輪、後輪の操舵角Ｓｆ、Ｓｒの定義を示す図である。図４は、本実施例の無人搬送車の走行制御方法を説明するフローチャートであり、図５は、本実施例の無人搬送車の別の走行制御方法を説明するフローチャートである。
【００２３】
本実施例の無人搬送車１００は、図１に示すように、新聞印刷工場などにおいて、走行路面Ｆ上に所望の搬送経路に沿って敷設されたガイドテープＬに誘導されて移動する。
【００２４】
まず、本実施例の走行制御方法の対象となる無人搬送車１００の全体構成について説明する。無人搬送車１００は、図１乃至図３に示すように、走行台車１１０の片方の側辺に沿って、円柱状ワークＷを使い果たして残った巻芯Ｃ、すなわち残芯を輪転機から回収するための残芯回収機構１６０を具備している。残芯回収機構１６０は、上昇時に横方向にせり出して行く機構を備えており、その上昇位置で輪転機から残芯を受け取った後、横方向に引き込まれ、下降位置へ移動して走行台車１１０の中に格納されるように構成されていて、図１の斜視図においては、残芯回収機構１６０を走行台車１１０内に格納した状態を示している。そして、図２に示すように、残芯回収機構１６０が設置された残余の部分の四隅に前方側に２つ、後方側に２つ、長方形Ｒの各頂点に位置するようにキャスタ輪１２２、１２４、１２６、１２８が配置されている。ここで、長方形Ｒは、４つのキャスタ輪１２２、１２４、１２６、１２８の旋回中心を結んだ長方形を意味している。この時、走行台車１１０の長手方向中心線ＣＶと長方形Ｒの長手方向中心線ＣＬとは残芯回収機構１６０の幅から決まる所定の距離だけ離間して平行となるように配置されている。
【００２５】
また、長方形Ｒの長手方向中心線ＣＬ上の前方側と後方側にそれぞれ独立して操舵・駆動される駆動輪１３０が１つずつ配置されている。さらに、長方形Ｒの長手方向中心線ＣＬと所定の距離、すなわち、｛センサ幅／２＋磁気テープ幅＋駆動輪幅／２｝以上離間して平行なセンサ中心線ＣＣ上の前方側と後方側に１つずつガイドセンサ１４２、１４４が配置されている。このように駆動輪１３０とガイドセンサ１４２、１４４との位置を決めることにより、無人搬送車１００が前後進するときに駆動輪１３０がガイドテープＬを踏みながら移動するということがないので、ガイドテープＬの損傷を抑制することができる。また、前後の駆動輪１３０を結んだ線に対して線対称の位置に４つのキャスタ輪１２２、１２４、１２６、１２８が配置されることになるので、無人搬送車１００の重量バランスがよく、無人搬送車１００の走行安定性が向上する。なお、図２において符号１８０で示した部材は、円柱状ワークＷを昇降するための昇降機構である。
【００２６】
次に、本実施例の無人搬送車の走行制御方法について説明する。本実施例の無人搬送車の走行制御方法は、前輪速度制御・後輪トルク制御の場合と前輪・後輪速度制御の場合とで異なった制御が行われる。まず、前輪速度制御・後輪トルク制御の場合について、図４に示したフローチャートに基づき説明する。
【００２７】
走行制御がスタートすると（Ｓ０）、走行台車の前方及び後方に取り付けられたガイドセンサ１４２、１４４（図２、３参照）によって、前輪及び後輪とガイドテープとの偏差を検出する（Ｓ１）。そして、この偏差から前輪及び後輪の操舵角の目標値Ｓｆ、Ｓｒを演算によって求める（Ｓ２）。そして、前輪の操舵角の目標値Ｓｆ及び後輪の操舵角の目標値Ｓｒの少なくとも一方が設定操舵角Ｓｃｒｖより大きいか否かを判別する（Ｓ３）。Ｓ３の結果がＹｅｓの場合、ＳｆがＳｒ以上であるか否かを判別する（Ｓ４）。Ｓ４の結果がＹｅｓの場合及びＳ３の結果がＮｏの場合、前輪の速度Ｖｆを設定速度Ｖとする（Ｓ５）。一方、Ｓ４の結果がＮｏの場合、前輪の速度Ｖｆを設定速度Ｖにｃｏｓ（Ｓｒ）／ｃｏｓ（Ｓｆ）を乗じた値にする（Ｓ６）。すなわち、Ｓｆ＜Ｓｒであるので、ｃｏｓ（Ｓｒ）／ｃｏｓ（Ｓｆ）＜１であり、前輪の速度Ｖｆは減速される。そして、Ｓ２で得られたＳｆ、Ｓｒが前輪、後輪の操舵制御機構に出力され、Ｓ５又はＳ６で得られたＶｆが前輪の速度制御機構に出力される（Ｓ７）。このようにして一連の走行制御が終了する（Ｓ８）。
【００２８】
次に、前輪・後輪速度制御の場合について、図５に示したフローチャートに基づき説明する。
【００２９】
走行制御がスタートすると（Ｓ０）、走行台車の前方及び後方に取り付けられたガイドセンサ１４２、１４４（図２、３参照）によって、前輪及び後輪とガイドテープとの偏差を検出する（Ｓ１）。そして、この偏差から前輪及び後輪の操舵角の目標値Ｓｆ、Ｓｒを演算によって求める（Ｓ２）。そして、前輪の操舵角の目標値Ｓｆ及び後輪の操舵角の目標値Ｓｒの少なくとも一方が設定操舵角Ｓｃｒｖより大きいか否かを判別する（Ｓ３）。Ｓ３の結果がＹｅｓの場合、ＳｆがＳｒ以上であるか否かを判別する（Ｓ４）。Ｓ４の結果がＹｅｓの場合、前輪の速度Ｖｆを設定速度Ｖとするとともに後輪の速度Ｖｒを設定速度Ｖにｃｏｓ（Ｓｆ）／ｃｏｓ（Ｓｒ）を乗じた値にする（Ｓ５）。すなわち、Ｓｆ≧Ｓｒであるので、ｃｏｓ（Ｓｆ）／ｃｏｓ（Ｓｒ）≦１であり、後輪の速度Ｖｒは減速される。一方、Ｓ４の結果がＮｏの場合、前輪の速度Ｖｆを設定速度Ｖにｃｏｓ（Ｓｒ）／ｃｏｓ（Ｓｆ）を乗じた値にするとともに後輪の速度Ｖｒを設定速度Ｖにする（Ｓ６）。すなわち、Ｓｆ＜Ｓｒであるので、ｃｏｓ（Ｓｒ）／ｃｏｓ（Ｓｆ）＜１であり、前輪の速度Ｖｆは減速される。そして、後輪の速度制御を維持し（Ｓ７）、Ｓ２で得られたＳｆ、Ｓｒが前輪、後輪の操舵制御機構に出力され、Ｓ５又はＳ６で得られたＶｆ、Ｖｒが前輪、後輪の速度制御機構に出力される（Ｓ７）。
【００３０】
一方、Ｓ３の結果がＮｏの場合、前輪の速度Ｖｆを設定速度Ｖとし（Ｓ９）、後輪をトルク制御に切換え（Ｓ１０）、Ｓ２で得られたＳｆ、Ｓｒが前輪、後輪の操舵制御機構に出力され、Ｓ９で得られたＶｆが前輪の速度制御機構に出力される（Ｓ１１）。このようにして一連の走行制御が終了する（Ｓ１２）。
【００３１】
以上のように、本発明の無人搬送車の走行制御方法によれば、小さい半径の曲線軌道における幾何学的影響により後輪速度が設定速度より速くならないように前輪速度を減速するため走行安定性が向上するとともに、後輪速度が設定速度より速くならないため安全性が向上するなど、その効果は絶大である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  ・・・  無人搬送車
１１０  ・・・  走行台車
１２２、１２４、１２６、１２８  ・・・  キャスタ輪
１３０  ・・・  駆動輪
１３２  ・・・  駆動モータ
１４２、１４４  ・・・  ガイドセンサ
１６０  ・・・  残芯回収装置
１８０  ・・・  昇降機構
ＣＣ  ・・・  センサ中心線
ＣＬ  ・・・  （長方形Ｒの）長手方向中心線
ＣＳ  ・・・  （長方形Ｒの）短手方向中心線
ＣＶ  ・・・  （走行台車の）長手方向中心線
Ｆ    ・・・  走行路面
Ｌ    ・・・  ガイドテープ
【図１】
2010282330.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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